KR880000141B1 - Phase detector for three-phase power factor controller - Google Patents

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내쇼날 애러노틱스 앤드 스페이스 어드미니스트레이숀
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Abstract

The controller comprises electronic switches individually connected between the respective phase terminals of a three phase supply line and the corresponding phase windings of the motor. A phase detector produces, for each phase, an output proportional to the phase difference between the motor voltage and current which are summed. Each phase detector includes an OP amplifier whose inputs are connected across the corresponding switch for that phase, for sensing the phase angle between the current for that phase and the line voltage by sensing the voltage across the corresponding switch.

Description

삼상유도 전동기용 삼상역률 제어장치Three phase power factor controller for three phase induction motor

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 위상 검출기를 사용한 삼상역률 제어장치를 일부 블록 형태로 도시한 회로 구성도.1 is a circuit diagram showing a three-phase power factor control device using a phase detector according to an embodiment of the present invention in the form of some blocks.

제2(a)도 - 제2(a)도는 전체 장치의 작동을 설명하기 위해 사용되는 파형도.FIG. 2 (a)-FIG. 2 (a) is a waveform diagram used to explain the operation of the whole apparatus.

제3(a)도 - 제3(l)도는 본 발명의 위상 검출기의 작동을 설명하기 위해 사용되는 파형도.3 (a)-3 (l) are waveform diagrams used to explain the operation of the phase detector of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10, 12, 14 : 다이리스터 장치 60, 62, 64 : 게이트 회로10, 12, 14: thyristor device 60, 62, 64: the gate circuit

16, 18, 20 : 위상 검출기 66 : 고주파 발진기16, 18, 20: phase detector 66: high frequency oscillator

22, 24, 26 : 램프신호 발생기 68, 70, 72 : 변성기22, 24, 26: lamp signal generator 68, 70, 72: transformer

28 : 신호조절회로 A, B, C : 삼상선로단자28: signal control circuit A, B, C: three-phase line terminal

30, 32, 34 : 비교기 MA, MB, MC: 전동기입력단자30, 32, 34: comparator M A , M B , M C : motor input terminal

36 : 연산증폭기 A1- A6: 연산증폭기36: operational amplifier A 1 -A 6 : operational amplifier

본 발명은 일반적으로 유도 전동기용 전력 입력 제어장치에 관한 것으로, 특히 삼상유도 전동기용 삼상역를 제어장치의 위상 검출기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to a power input control device for an induction motor, and more particularly to a phase detector of a three phase induction control device for a three phase induction motor.

"교류유도 전동기용 역률 제어장치"라는 제목의 미합중국 특허 제 4,052,648호에는 유도 전동기의 작동 역률이 전동기에 연결된 다이러스터의 제어에 의해 명령 역률 신호와 작동 역률간의 편차의 함수로서 제어되는 유도 전동기용 전력감소 장치가 공개되어 있다.U.S. Patent No. 4,052,648 entitled "Power Factor Control Device for AC Induction Motors" describes an induction motor power whose operating power factor of the induction motor is controlled as a function of the deviation between the command power factor signal and the operating power factor by the control of a dyster connected to the motor. Reduction devices are disclosed.

본 발명은 삼상 삼선 계통에서 선로 전압에 대한 전류의 위상각의 측정을 필요로 하는 이러한 일반적인 형태의 역률 제어장치(Power factor controller : PFC)또는 이 유형의 다른 장치에 적응될 수 있다. 전류를 측정하기 위해 잔류 또는 전압 변성기를 사용하거나, 혹은 필요한 절연을 하면서 다이리스터 전압을 감지하기위해 광학 결합기(optical couplers)를 사용하는 여러가지 안들이 공개되었다. 이들 방법은 모두 많은 비용이들고 전류의 진폭에 민감하다. 이 두번째 단점이 반드시 위상 측정자체를 방해하지는 않으나, 다양한 크기의 부품들을 한데 집어넣어야 하기 때문에 제작비가 많이 든다. 세번째 방법은 각 위상에 대해 분리된 전원을 사용하여 절연하는 것이다. 각 상으로부터 위상 정보가 PFC 내의 공동 증폭기에서 합해져야 하므로, 광학결합기(또는 동등한 절연체)가 그래도 필요하다. 따라서, 이것은 명백히 비용이 많이 드는 방법이다. 그 밖에도, 상기 모든 방법은 전류와 동기화된 구형파와 구형파의 역을 얻기 위하여 위상마다 2개의 재래식 영/교차 검출기(대표적으로 연산 증폭기와 관련된 저항들로 형성되는)를 필요로 한다.The invention can be adapted to this general form of power factor controller (PFC) or other device of this type, which requires the measurement of the phase angle of the current with respect to the line voltage in a three phase three wire system. Various proposals have been published that use residual or voltage transformers to measure current, or use optical couplers to sense the thyristors voltage with the necessary isolation. Both of these methods are expensive and sensitive to the amplitude of the current. This second disadvantage does not necessarily interfere with the phase measurement itself, but it is expensive to manufacture because components of various sizes must be put together. The third method is to isolate with a separate power source for each phase. Since the phase information from each phase must be summed in a common amplifier in the PFC, an optical combiner (or equivalent insulator) is still required. Thus, this is an obviously expensive method. In addition, all of the above methods require two conventional zero / cross detectors (typically formed of resistors associated with the operational amplifier) per phase to obtain the square wave and square wave inverses synchronized with the current.

한국 특허출원 제 489/81호에는, 전류의 위상각이 다이리스터양단의 전압을 감지하여 측정되는 단상 PFC 가 밝혀져 있다.Korean Patent Application No. 489/81 discloses a single phase PFC in which the phase angle of current is measured by sensing the voltage across the thyristors.

동 방법은 삼상 PFC에도 역시 적용될 수 있다. 그러나 단상에서는 다이리스터의 일축이 저전력 회로망 전원과 동일한 접지기준에 연결된다. 단순히 연산 증폭기의 한 입력단을 접지에 연결하고 다른 입력단을 적절한 저항을 통해 다이리스터의 높은 측에 연결하므로써, 다이리스터 양단의 전압을 감지할 수 있다.The method can also be applied to three-phase PFC. However, in single phase, one axis of the thyristor is connected to the same ground reference as the low power network power supply. By simply connecting one input of the op amp to ground and the other input to the high side of the thyristor via an appropriate resistor, the voltage across the thyristor can be sensed.

그러나, 이 방법을 삼상역률 감지에 적용하려면 높은 공통 모드(mode)전압을 연산 증폭기에 의해 배제하거나 무시하여야 한다.However, to apply this method to three-phase power factor sensing, high common-mode voltages must be excluded or ignored by op amps.

이 문제와 본 발명에 의한 해결책을 이하 상세히 설명하고자 한다.This problem and the solution according to the invention are described in detail below.

본 발명에 의하면, 상술한 문제점을 극복하고, 특히 이러한 문제점을 일으키는 높은 공통 모드 전압을 배제하는 상술한 형태의 역률제어장치에 사용하기 위하여 위상 검출기가 마련된다.According to the present invention, a phase detector is provided for use in the above-described power factor control apparatus which overcomes the above-mentioned problems and specifically excludes the high common mode voltage which causes such problems.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 본 발명은 삼상공급선의 각 위상 단자와 대응하는 전동기의 위상 권선 사이에 개별적으로 연결되는 다수의 전자 스위칭 장치(예컨데, 트라이액 또는 극히 상반되는 한 쌍의 실리콘 제어 정류기 같은 다이리스터소자). 각 상에서 전동기 전압과 전류를 검출하고 각 상에 대해서 전동기 전압과 전류간의 위상차에 비례하는 출력을 발생하는 위상 검출기 장치, 위상 검출기 장치의 출력들을 가산하는 가산장치, 역률명령 신호를 발생하는 역률 신호 발생장치, 및 수위칭 장치의 스위칭을 제어하기 위하여 가산장치와 역률 명령 신호에 응답하는 제어장치를 포함하는 형태의 삼상 유도 전동기용 삼상역률 제어장치를 개선하는 것이다. 역률 제어장치의 각개의 위상 검출기는 연산 증폭기를 포함하고, 그 연산 증폭기의 입력들은 해당하는 스위치 장치 양단의 전압을 감지하므로써 그 위상에 대한 전류 위상각을 감지하기 위하여 그 위상에 해당하는 전자 스위칭 장치 양단에 연결 된다. 일반적으로, 본 발명은 연산 증폭기의 출력의 스위칭이 전자 스위칭 장치 양단의 전압의 스위칭과 동기화되도록 연산 증폭기의 입출력단 사이에 정(正) 귀환을 이루는 수단을 제공하는 것이다. 이 귀한 수단은 연산 증폭기의 입출력단 사이에 연결되는 저항을 포함하는 것이 바람직하다.Thus, in accordance with a preferred embodiment of the present invention, the present invention provides a plurality of electronic switching devices (e.g., triacs or extremely opposite pairs) that are individually connected between each phase terminal of a three-phase supply line and the phase windings of the corresponding motor. Thyristors such as silicon controlled rectifiers). Phase detector device for detecting motor voltage and current in each phase and generating output proportional to the phase difference between motor voltage and current for each phase, adder for adding outputs of phase detector device, power factor signal generation for generating power factor command signal It is an improvement of a three-phase power factor control device for a three-phase induction motor comprising a device and a control device responsive to a power factor command signal for controlling the switching of the leveling device. Each phase detector of the power factor controller includes an operational amplifier, the inputs of the operational amplifier corresponding to that phase for sensing the current phase angle with respect to the phase by sensing the voltage across the corresponding switch device. It is connected to both ends. In general, the present invention provides a means for making a positive feedback between the input and output terminals of an operational amplifier such that the switching of the output of the operational amplifier is synchronized with the switching of the voltage across the electronic switching device. This precious means preferably comprises a resistor connected between the input and output terminals of the operational amplifier.

더 구체적인 실시에에서, 제 2의 반전 연산 증폭기가 첫번째 언급된 연산 증폭기의 출력단에 연결된다. 또한, 제3 및 제4의 연산 증폭기들이 전자 스위칭 장치의 선로 축에 병렬로 연결되는 바, 제 3연산 증폭기의 출력단은 저항을 통하여 제2접합정에 연결되며 또 하나의 저항은 제1연산 증폭기의 출력단과 제1접합점 사이에 연결된다. 제1접합점은 또한 다이오드를 통하여 제2연산 증폭기의 출력단에 연결되고 제2합점은 다이오드를 통하여 제2연산 증폭기의 출력단에 연결된다. 역률 제어장치는 또한 각 상에 램프 발생기, 가산장치의 출력을 각상에 대한 램프 발생기의 출력과 비교하기 위해 각 상에 대해 비교기 및 각 다이오드를 통하여 제1 및 제2접합점에 연결되는 제5연산 증폭기를 포함한다.In a more specific embodiment, a second inverting operational amplifier is connected to the output of the first mentioned operational amplifier. In addition, the third and fourth operational amplifiers are connected in parallel to the line axis of the electronic switching device, wherein the output terminal of the third operational amplifier is connected to the second junction through a resistor and the other resistor is connected to the first operational amplifier. It is connected between the output terminal of and the first junction. The first junction is also connected to the output of the second operational amplifier via a diode and the second junction is connected to the output of the second operational amplifier via a diode. The power factor control also includes a ramp generator, a fifth operational amplifier connected to the first and second junctions through a comparator and each diode for each phase to compare the output of the ramp generator, the adder, with the output of the ramp generator for each phase. It includes.

첫번째 언급된 연산 증폭기의 입력들은 연산 증폭기의 해당 전압을 적정 수준으로 분할하기 위해 전압 분할기를 통해 전자 스위칭 장치의 선로 및 축에 제각기 연결되는 것이 바람직하다.The inputs of the first mentioned operational amplifier are preferably connected respectively to the lines and axes of the electronic switching device through the voltage divider to divide the corresponding voltage of the operational amplifier to an appropriate level.

제1도에는 한국 특허출원 제489/81호 및 출원에서 인용한 미합중국 특허 제 4.052.648호에 기술된 형태의 삼상 역률 제어장치에 사용되는 바와같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 역률 제어장치에 사용되는 바와같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구성된 역률 제어장치에 위상 검출기가 도시된다. 전체 장치에 대해서는 상기 출원에 상세히 설명되어 있으므로, 본 명세서에서는 비교적 간략히 설명할 것이며, 전체 장치에 대한 상세한 설명은 상기 출원을 참조하면 될 것이다.1 shows a power factor control constructed in accordance with a preferred embodiment of the present invention, as used in a three-phase power factor control device of the type described in Korean Patent Application No. 489/81 and US Patent No. 4.052.648, cited in the application. As used in the apparatus, a phase detector is shown in a power factor controller constructed in accordance with a preferred embodiment of the present invention. Since the whole apparatus is described in detail in the above application, it will be described relatively briefly in this specification, and the detailed description of the whole apparatus will be referred to the above application.

제1도의 장치에 있어서, 삼상 전동기 (도면에는 도시되지 아니함)의 위상들은 전동기 입력 단자들(MA, MB, MC)과 이에 대응하는 실리콘 제어 정류기(SPC) 소자들(10. 12. 14)을 통하여 전형적으로 교류 60사이콜, 220 또는 440볼트를 공급하는 3개의 전력선으로 선로위상 단자들(A, B, C)에 연결되어 있다.In the arrangement of FIG. 1, the phases of a three-phase motor (not shown in the figure) are characterized by the motor input terminals M A , M B , M C and the corresponding silicon controlled rectifier (SPC) elements. 14 are typically connected to the line phase terminals A, B and C by three power lines which supply alternating 60 psycho, 220 or 440 volts.

세개의 위상 검출기들(16. 18. 20)은 각각 전동기 단자들(MA, MB, MC)로 부터는 상 전류에 비례하는 첫번째 신호를, 삼성설로 단자들(A. B. C)로부터는 상전압에 비례하는 두번째 신호를 수신할 수 있게 연결되어 있다. 이러한 위상 검출기들은 각 위상내에서의 전류 - 위상차에 비례하는 출력 신호를 발생시킨다.The three phase detectors 16/18/20 each receive the first signal proportional to the phase current from the motor terminals M A , M B , and M C , and the phase voltage from the samsung furnace terminals AB C. It is connected to receive a second signal proportional to. These phase detectors generate an output signal that is proportional to the current-phase difference within each phase.

각 위상 검출기에 사용하는 회로망은 위상 검출기(16)에 대하여 제 1도에 도해한 것으로서, 이를 설명하면 다음과 같다.The network used for each phase detector is illustrated in FIG. 1 with respect to the phase detector 16, which will be described below.

선로 위상 단자들(A, B, C)도 각 위상 검출기(17. 18. 20)와 결합되어 있는 세개의 램프 발생기들(22. 24. 26)에 연결되어 있다.Line phase terminals A, B and C are also connected to three ramp generators 22. 24. 26, which are coupled with respective phase detectors 17. 18. 20.

각 위상 검출기(16. 18. 20)의 한 출력은 신호조절 회로(28)에 연결되고, 그 신호조절의 회로의 단일 출력은 각 비교기(30. 32. 34)에 대한 입력을 형성한다. 신호조절 회로(28)에는 연산 증폭기(36)가 포함되어 있고, 이 연산 증폭기의 반전 입력은 세개의 위상 검출기들로 부터 가산된 제어 신호를 수신할 수 있게 연결되어 위상 검출기들로 부터 가산된 제어 신호를 수신할 수 있게 연결되어 있다. 회로(28)에도 연산 증폭기(36)의 입, 출력 사이에 연결된 세개의 역 귀환 회로들이 포함되어 있는데, 이러한 회로중 하나는 커패시터(38)로 구성되고, 다른 하나는 저항(42)과 직렬로 연결된 커패시터(40)로 구성되며, 나머지 하나는 한쌍의 저항들(44. 46)과 접지된 중간 커패시러(48)로 구성되어 있다. 커패시터(38)는 구형파 귀한 제어 신호를 평활하게 만들기 위한 저주파 통과 필터를 이루고 커패시터들(40, 48)과 저항들(42. 44. 46)은 례루우프 제어 신호를 안정시키는데 필요한 진상 - 지상 - 진상 회로망을 제공한다.One output of each phase detector 16. 18. 20 is connected to a signal conditioning circuit 28, and a single output of the circuit of signal conditioning forms an input to each comparator 30. 32. 34. The signal conditioning circuit 28 includes an operational amplifier 36, whose inverting input is connected to receive the added control signal from the three phase detectors and the added control from the phase detectors. It is connected to receive a signal. The circuit 28 also includes three reverse feedback circuits connected between the input and output of the operational amplifier 36, one of which consists of a capacitor 38 and the other in series with a resistor 42. It consists of a connected capacitor 40, the other of which consists of a pair of resistors 44.46 and an intermediate capacitor 48 grounded. Capacitor 38 forms a low pass filter for smoothing square-wave-preferred control signals, and capacitors 40, 48 and resistors 42. 44. 46 provide the phase-ground-advantage needed to stabilize the preloop control signal. Provide a network.

저항(52)을 거쳐 귀한 회로망에 연결되어 있는 진위차게(50)는 위상검출기들(16. 18. 20)의 출력에서 나타나는 정신호에 대하여 편차 신호나 감산 신호를 제공하도록 부(負)로 바이어스된 역률 명령 신호를 제공한다. 저항(54)은 연산 증폭기(36)의 비반전 입력과 잡지 사이에 연결되고, 커패시터(56)와 저항(58)은 +15전압 공급단자에 연결된다.Authenticity difference 50, which is connected to the precious network via resistor 52, is negatively biased to provide a deviation signal or a subtraction signal for the positive signal appearing at the output of the phase detectors 16. 18. 20. Provide a power factor command signal. Resistor 54 is connected between the non-inverting input of op amp 36 and the magazine, and capacitor 56 and resistor 58 are connected to a +15 voltage supply terminal.

램프 발생기들(22. 24. 26.)은 각 비교기들(30. 32. 34)의 다른 입력들에 연결하여, 이러한 비교기들의 개별 출력들은 각각 세개 게이트 회로(60. 62. 64)에 대한 입력을 형성한다.Ramp generators 22. 24. 26. are connected to the other inputs of respective comparators 30. 32. 34 so that the individual outputs of these comparators are input to three gate circuits 60. 62. 64, respectively. To form.

각 게이트에 대한 또다른 입력은 개별 위상 검출기(16. 18. 20)로부터 제공되고, 세번째 입력은 고주파 발진기(66)로 부터 제공된다. 게이트들 (60. 62. 64)은 전자 스위치들이며, 고주파 신호를 고주파 발진기(66)로 부터 각 변성기(68. 70. 72)의 일차 권선을 거치 해당 다이리스터에 게이트하도록 작동한다.Another input for each gate is provided from an individual phase detector 16. 18. 20, and a third input is provided from high frequency oscillator 66. Gates 60. 62. 64 are electronic switches and operate to gate the high frequency signal from the high frequency oscillator 66 through the primary winding of each transformer 68. 70. 72 to the corresponding thyristor.

게이트들(60. 62. 64)의 출력은 각각 변성기들(68. 70. 72)에 연결되고, 각 변성기는 저항(74)과 다이오드(76), 저항(78)과 다이오드(80)및 저항(82)과 다이오드(84)의 조합에 의하여 본토를 형성하고 있다. 저항기 - 다이오드 조합들은 각 변압기 1차 코일 양단에 연결되어 유도 전압을 억제한다.The outputs of the gates 60. 62. 64 are connected to transformers 68. 70. 72, respectively, each transformer having a resistor 74 and a diode 76, a resistor 78 and a diode 80 and a resistor. The mainland is formed by the combination of the 82 and the diode 84. Resistor-diode combinations are connected across each transformer primary coil to suppress the induced voltage.

이제 제 1도의 위상 검출기(16)를 살펴보면, 위상 검출기(16)에는 A 위상선 전압단자(A)에 연결되어 있는 첫번째 쌍의 패딩 저항들(R1·R2)이 포함되어 있다. 저항들(R1·R2)사이의 접압점 "a"은 제 1연산 증폭기(A1)의 정의 입력단에 연결된다. 두번째 쌍의 패딩 저항들(R3·R4)은 전동기 단자(MA)에 연결되고, 이 저항들 사이의 접합점 "b"은 연산 증폭기 (A1)의 부의 입력단에 연결된다.Referring now to the phase detector 16 of FIG. 1, the phase detector 16 includes a first pair of padding resistors R 1 · R 2 connected to the A phase line voltage terminal A. FIG. The contact point “a” between the resistors R 1 · R 2 is connected to the positive input terminal of the first operational amplifier A 1 . The second pair of padding resistors R 3 · R 4 is connected to the motor terminal M A, and the junction “b” between these resistors is connected to the negative input terminal of the operational amplifier A 1.

연산 증폭기(A1)의 "c"로 푯시된 출력단은 제2연산 증폭기(A2)의 부의 입력에 연결되고, 이 증폭기의 "d"로 표시된 출력단은 저항(R9)과 다이오드(D1)를 거쳐 신호조절 회로(28)의 접합접(29)에 연결된다. 저항 (R5)은 증폭기 (A1)의 정입력과 출력 사이에 연결된다.The output pyotsi to "c" of the operational amplifier (A 1) is connected to the negative input of second operational amplifier (A 2), the output terminal indicated by "d" of the amplifier is a resistance (R 9) and a diode (D 1 It is connected to the junction 29 of the signal control circuit 28 via the (). The resistor R 5 is connected between the positive input and output of the amplifier A 1.

저항 (R1) 및 (R2)사이의 접합점 "a"도 제 3연산 증폭기 (A3)의 부의 입력단과 제 4연산 증폭기 (A4)의 정의 입력단에 연결된다. 연산 증폭기 (A3)의 출력단 "e"는 저항 (R7)을 거쳐 저항(6)과 다이오드 (D2)사이의 접합점에 연결되고, 이 다이오드(D2)는 접합점(29)에 연결된다. 이러한 저항 - 다이오드(D4)를 거쳐 제5연산 증폭기(A5)부의 입력단에 연결된다. 연산 증폭기(A4)의 출력 "f"는 저항(R9)과 다이오드(D1)사이의 접합점에 연결되는 한편 다이오드(D3)를 거여 연산 증폭기(A5)의 부의 입력단에 연결된다.The junction "a" between the resistors R 1 and R 2 is also connected to the negative input of the third operational amplifier A 3 and the positive input of the fourth operational amplifier A 4. The output "e" of the operational amplifier (A 3) is connected to a junction point between via a resistor (R 7) resistor 6 and the diode (D 2), a diode (D 2) is connected to a junction point (29) . This resistor is connected to the input terminal of the fifth operational amplifier A 5 via a resistor D 4. The output " f " of the operational amplifier A 4 is connected to the junction between the resistor R 9 and the diode D 1 while connected to the negative input of the operational amplifier A 5 via the diode D 3.

연산 증폭기(A5)의 정의 입력단은 첫번째 저항(R10)을 거쳐 접지되고, 두번째 저항(R11)을 거쳐 정의 공급단자에 연견된다.The positive input terminal of the operational amplifier A 5 is grounded via the first resistor R 10 and connected to the positive supply terminal via the second resistor R 11.

이제 본 장치에서 사용하는 비교기와 게이트의 구성을 살펴보면, 비교기(30)에는 도해된 바와 같이, 연산 증폭기(A6)가 포함되어 있으며, 게이프(60)에는 다이오드(D5), 저항(R12,N13)및 트랜지스터(Q1)가 도면과 같이 연견되어 있다.Referring now to the configuration of the comparator and gate used in the present device, the comparator 30 includes an operational amplifier A 6, as illustrated, and the gate 60 includes a diode D 5, a resistor R 12, N 13) and the transistor Q 1 are connected as shown in the figure.

연산 증폭기(A5)의 출력단은 게이프(60)의 다이오드(D5), 저항(12)紈이의 접합점에 연결된다. 램프 발생기(22)는 비교기(30)의 연산 증폭기(A6)의 부의 입력단에 연결되는 한편, 신호조절 회로(28)의 출력은 그 정의 입력단에 연결된다.The output terminal of the operational amplifier A 5 is connected to the junction between the diode D 5 of the gate 60 and the resistor 12. The ramp generator 22 is connected to the negative input of the operational amplifier A 6 of the comparator 30, while the output of the signal conditioning circuit 28 is connected to its positive input.

본 발명의 위상 검출기의 기능과 작동을 더 상세히 살펴보기전에, 제2(a)도 내지 제2(f)도와 관련하여 기본 장치의 전체적인 작동을 살펴보기로 한다. 제2(a)도에는 A 위상에 대한 선전압(LV)을, 부분적으로 부하가 걸려있는 위상 제어된 전동기 의 대응하는 선(또는 모우터)전류(LC)와 함께 도시하였다.Before examining the function and operation of the phase detector of the present invention in more detail, the overall operation of the basic apparatus will be described with reference to FIGS. 2 (a) to 2 (f). FIG. 2 (a) shows the line voltage LV for the A phase together with the corresponding line (or motor) current LC of a phase controlled motor which is partially loaded.

다른 두개의 선전압과 전류도 동일하지만, 전형적 삼상 시스템에서와 마찬가지로 120°위상차가 있다. 램프발생기(22)의 출력은 각 선전압과 동기화되어 있는데, 이는 제2(b)도에 도시된 바와같다. 도시된 트라이액 또는 두개의 역 병렬 SCR에는 전파램프가 필요하다는 것에 유의하여야 한다.The other two line voltages and currents are the same, but there is a 120 ° phase difference as in a typical three-phase system. The output of the ramp generator 22 is synchronized with each line voltage, as shown in Figure 2 (b). It should be noted that the illustrated triacs or two inverse parallel SCRs require propagation lamps.

위상 검출기(16)의 출력이 제2(c)도에 도시되어 있는데, 평균치가 정이라는 것에 유의하여야 한다. 각 위상 검출기와 출력 주파수는 120HZ 이고, 세개의 출력들이 29에서 가산되면, 각 출력이 120°씩 위상차가 있기때문에, 이같이 가산된 주파수는 제2(g)도에 도시된 바와 같이, 360HZ가 된다. 이것이 귀환 신호이며, 안정을 위하여 필요한 대역폭을 얻으려면 삼상 전파 귀환이 필요하다. 제2(g)도에 도시된 귀환 신호는 제2(d)도에 도시된 오차 전압을 발생시킬 수 있도록 연산 증폭기(36)와 커패시터(38)에 의하여 여과한다.It should be noted that the output of phase detector 16 is shown in Figure 2 (c), with the mean being positive. Each phase detector and output frequency is 120HZ, and if three outputs are added at 29, since each output is 120 ° out of phase, this added frequency is 360HZ, as shown in Fig. 2 (g). . This is the feedback signal, and three-phase propagation feedback is required to obtain the bandwidth required for stability. The feedback signal shown in FIG. 2 (g) is filtered by the operational amplifier 36 and the capacitor 38 so as to generate the error voltage shown in FIG. 2 (d).

전위차게(50)는 저항(52)을 통하여 소기의 위상각을 명령한다. 연산 증폭기(36)는 명령 및 귀환 신호들을 가산하며, 그 출력은 부하가 변화함에 따라 인가된 전동기 전압을 변화시키기 위하여 변한다.The potential difference 50 commands the desired phase angle through the resistor 52. The operational amplifier 36 adds command and feedback signals, the output of which changes to change the applied motor voltage as the load changes.

제2(f)도를 보면, 비교기(30)의 두 입력, 즉 램프 신호와 오차 신호는 중첩된 것으로 표시되어 있다. 오차 신호가 램프 신호와 같거나 교차하는 때에는 비교기(30)는 정으로 바뀐다. 이것에 의하여 적절한 다이리스터(10)의 점호각(點弧角)이나 턴온점을 결정한다. 비교기(30)가 정으로 바뀌면, 그 출력은 게이프(60)의 다이오드(D5)에 의하여 저지되고, 이에 의하여 고주파 발진기(66)가 트랜지스터(Q1)를 작동시킬 수 있게 된다. 트랜지스터(Q1)는 변성기(68)를 전환시키고, 다이리스터(10)를 턴온한다.Referring to FIG. 2 (f), the two inputs of the comparator 30, that is, the ramp signal and the error signal, are shown to overlap. When the error signal equals or crosses the ramp signal, the comparator 30 turns positive. Thereby, the firing angle and turn-on point of the appropriate thyristor 10 are determined. When the comparator 30 turns positive, its output is inhibited by the diode D 5 of the gate 60, thereby allowing the high frequency oscillator 66 to operate the transistor Q 1. Transistor Q 1 switches transformer 68 and turns on thyristor 10.

이와 공일한 작동이 다른 두 위상에서도 일어나지만, 시한이 120°차이가 난다. 비교기(30)의 출력이 부인 때에는 다이오드(5)는 이 출력을 저지하지 않는다. 저항(k12)의 저항치는 저항(R13)의 저항치 보다 적기 때문에, 트랜지스터(Q1)의 베이스는 부의 상태를 유지하게 된다. 따라서, 트랜지스터(Q1)는 도통되지 않고, 다이리스터들도 오프 상태를 유지하게 된다.The same behavior occurs in the other two phases, but with a 120 ° time difference. When the output of the comparator 30 is negated, the diode 5 does not block this output. Since the resistance value of the resistor k 12 is smaller than the resistance value of the resistor R 13, the base of the transistor Q 1 maintains a negative state. Thus, transistor Q 1 is not conducting, and the thyristors remain off.

전위차게(50)로 부터의 부전압(-V)은 연산 증폭기(36)의 출력을 정으로 되게하는 경향이 있다. 비교기들(30. 32. 34)에 대한 이와 같은 정입력은 비교기의 출력들을 정으로 되게 한다.The negative voltage (-V) from the potential difference 50 tends to bring the output of the operational amplifier 36 positive. This positive input to the comparators 30. 32. 34 causes the outputs of the comparator to be positive.

이에 의하여 해당 트랜지스터들, 즉 비교기(30)의 경우에는Q1이 대응하는 다이리스터들을 전환시켜서 작동하게 한다. 반대로 제2(g)도에 도해된 귀환 신호는 정으로 되는 신호이기 때문에, 다이리스터들을 턴 오프시키는 경향이 있다. 전위차게(50)로 부터의 명령 전압(-V)은 연산 증폭기(36)의 작용으로 귀한 전압에 의하여 영이 된다. 그 출력은 명령 전압과 귀한 신호를 영으로 하기 위하여 부하가 변함에 따라 변하게 된다.This allows the corresponding transistors, ie in the case of the comparator 30, to switch Q 1 to the corresponding dyistors. On the contrary, since the feedback signal illustrated in FIG. 2 (g) is a positive signal, it tends to turn off the thyristors. The command voltage (-V) from the potential difference 50 is zero due to the precious voltage under the action of the operational amplifier 36. The output changes as the load changes to zero the command voltage and the valuable signal.

제2(a)도는 평형 상태에 있는 장치를 도시한 것이다.Figure 2 (a) shows the device in equilibrium.

부하가 증가하면 위상각(e)이 감소하는 경향이 있다. 위상각(e)이 감소하면 위상 검출기들(16. 18. 20)의 출력 펄스의 폭이 감소한다. (제2(d)도 및 제2(a)도 참조). 이로 인하여 더 적은 정전압이 가산점(29)으로 귀환된다. 이렇게 되면, 전위차게(50)에 의하여 공급되는 명령 전압은 더 큰 효과를 가지며, 연산 증폭기(36)의 출력을 더 정으로 되게 한다. 이러한 출력 신호는 램프상의 더 높은 지점에서 램프 전압과 교차하여 점호각을 증대시키고, 이에 의하여 전동기에 인가되는 전류를 증가시킨다. 이것은 제2(a)도 및 제2(f)도에서 점선으로 표시되어 있다.As the load increases, the phase angle e tends to decrease. As the phase angle e decreases, the width of the output pulses of the phase detectors 16. 18. 20 decreases. (See also second (d) and second (a).) As a result, less constant voltage is returned to the addition point 29. In this way, the command voltage supplied by the potential difference 50 has a greater effect, making the output of the operational amplifier 36 more positive. This output signal crosses the lamp voltage at a higher point on the lamp and increases the firing angle, thereby increasing the current applied to the motor. This is indicated by dashed lines in Figures 2 (a) and 2 (f).

연산 증폭기(36)에 관련된 회로망에 의하여 결정되는 연산 증폭기의 이득 높기 때문에, 위상각(e)이 극소량만 변할 때에도 연산 증폭기(36)의 출력은 그 전 범위에 걸쳐 변하여서, 전동기의 전압을 중부하시 전전압으로 부터 무부하시 공칭 전압에 이르기까지 제어할 수 있다.Since the gain of the operational amplifier determined by the network associated with the operational amplifier 36 is high, even when the phase angle e changes only a small amount, the output of the operational amplifier 36 changes over its entire range, thereby increasing the voltage of the motor. It can control from full voltage at nominal voltage to nominal voltage at no load.

240볼트 표준대칭 시스템과 관련하여 본 발명의 작동을 살펴보면, 접지 신호에 대한 선간 전압은 240볼트를 √3으로 나눈 약 140볼트과 된다. 최대치는 140√2. 다시 말하면, 약 200볼트이다. 이 전압이 표준 연산 증폭기들에 적합하게 되려면, "a"점에서의 전압이 중성점에 대하여 전형적으로 10볼트 피크가 되도록, 저항(R1·R2)에 의하여 계수 20으로 강하된다.Looking at the operation of the present invention in connection with a 240 volt standard symmetric system, the line voltage for the ground signal is approximately 140 volts divided by 240 volts by √ 3 . Maximum value is 140√ 2 . In other words, about 200 volts. In order for this voltage to be suitable for standard op amps, the voltage at point "a" is dropped by a coefficient 20 by resistance R 1 .R 2 such that the voltage at the neutral point is typically 10 volts peak.

이와 마찬가지로, 다이리스터(10)의 다른쪽 전압도 저항 (R3·R4)에 의하여 "b"점에서 계수 20으로 강화시킨다. 다이리스터(10)가 "오프"로 될때에는 그 소자 양단에 200볼트 피크챠가 있다.Similarly, the other voltage of the thyristor 10 is also strengthened to a coefficient of 20 at the point " b " by the resistor R3占R4 . When the thyristor 10 is turned off, there is a 200 volt peak difference across the device.

따라서, "a"점에서는 "b"점에서 보다 10볼트 더 높은 전압이 흐르고, 증폭기(A1)가 이러한 전압과 동기적으로 스위칭되는 데에는 문제가 없다. 그러나. 다이리스터(10)가 "온"으로 되어 있고 전류를 도통하는 데에는 그 소자 양단의 전압은 전형적으로 단지 1볼트이다. 따라서, 선로측의 최대치는 200볼트인데 반하여 전동기측의 최대치는 199볼트이다. 그러므로, 이 1볼트차를 찾아내어 199볼트 공통 모드 최대치를 배제하여야 한다.Therefore, at the point "a", a voltage of 10 volts higher than at the point "b" flows, and there is no problem that the amplifier A 1 switches synchronously with this voltage. But. The voltage across the device is typically only 1 volt for the thyristor 10 to be "on" and conducting current. Therefore, the maximum value at the line side is 200 volts, while the maximum value at the motor side is 199 volts. Therefore, this 1 volt difference must be found to exclude the 199 volt common mode maximum.

저항(R1, R2, R3, R4)의 값이 정확하여 각 저항 패드가 정확히 20대 1이라면, "a"점은 10.0볼트로 "b"점은 이보다 50밀리 볼트가 낮은 9.950볼트로 강화될 것이다. 이것은 연산 증폭기(A1)가 다이리스터 양단 전압과 동기적으로 스위치되기에 적당하다. 그러나, 저항기들은 완전하지 못하며, 대개 1%의 공차가 있다. 따라서, 최악의 경우에는 "b"점이 실제로 "a"점 보다 4% 더 높아서 "a"점은 9.8볼트인데 "b"점이 10.2볼트로 되는 경우가 있을 수 있다. 저항 허용 공차에서 0.4볼트의 공통 모드 오차는 필요한 신호의 0.05볼트 보다 훨씬 더 큰 것이기 때문에, 연산 증폭기(A1)는 다이리스터(10)에 가하여 지는 전압과 동기적으로 전환되지 아니한다.If the values of resistors R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are correct and each resistor pad is exactly 20 to 1, the point “a” is 10.0 volts and point “b” is 50 millivolts lower than that of 9.950 volts. Will be strengthened. This is suitable for the operational amplifier A 1 to be switched synchronously with the voltage across the thyristor. However, the resistors are not complete and there is usually a tolerance of 1%. Thus, in the worst case, the "b" point may actually be 4% higher than the "a" point so that the "a" point is 9.8 volts but the "b" point is 10.2 volts. Since the common mode error of 0.4 volts in the resistance tolerance is much larger than 0.05 volts of the required signal, the operational amplifier A 1 does not switch synchronously with the voltage applied to the thyristors 10.

이러한 작동을 제3(a)도 내지 제3(e)도와 관련하여 고찰하면 가장 이해가 잘될 것이다. 여기에서, 제3(a)도는 제2(a)도와 마찬가지로, 선간 전압을 도시한 것이다. 전류와 전압은 위에서 말한 바와 같이, 제3(a)도에 도시되어 있으므로, 전류의 위상을 검출하려면, 제3도(b)도에 도시된 증폭기(A1)의 출력은 제3(b)도에 도시된 다이리스터 전압과 동기적으로 스위치 되어야 한다. 위에서 말한 문제는 증폭기(A1)의 출력과 그 정입력 사이에 저항(R5)을 연결하면 제거된다. 이것은 정 귀환으로서, 다이리스터(10)가 작동하는 동안 증폭기(A1)가 적당한 극성으로 래치(latch)된채 유지되게 한다. 저항(R2)의 값에 대한 저항(R5)의 값의 비율에 의하여 결정되는 증폭기의 정의 입력단으로 0.5볼트를 귀환할 수 있는 값을 가진다.It will be best understood to consider this operation in relation to FIGS. 3 (a) to 3 (e). Here, FIG. 3 (a) shows line voltage similarly to FIG. 2 (a). Since the current and voltage are shown in FIG. 3 (a) as described above, in order to detect the phase of the current, the output of the amplifier A 1 shown in FIG. It should be switched synchronously with the thyristor voltage shown in the figure. The above problem is eliminated by connecting a resistor R 5 between the output of amplifier A 1 and its positive input. This is positive feedback, which allows the amplifier A 1 to remain latched to the proper polarity while the thyristor 10 is operating. It has a value capable of returning 0.5 volts to the positive input of the amplifier determined by the ratio of the value of the resistor R 5 to the value of the resistor R 2 .

제3(b)도를 보면, 다이리스터들은 "0"점과 "m"점에서 턴 오프되고, 그 소자 양단에 인가되는 전압이 급속히 상승한다.Referring to Fig. 3 (b), the thyristors are turned off at the " 0 " and " m " points, and the voltage applied across the element rapidly rises.

이 전압은 선로 전압에서 전동기 전압을 맨것과 같으며, 대개 50볼트 이상이 된다. 제1도에서 "a"점의 전압 200/20, 즉 10볼트가 되고, "b"점에서는 200 - 50/20. 즉 7.5볼트가 된다. 이 2.5볼트의 편차는 증폭기(A1)로 부터 귀환되는 0.5볼트보다 더 크고, 증폭기(A1)를 제3(d)도에 도시된 바와같이, 정의 방향으로 전환시킨다. 다이리스터들은 "n"에서 온으로 전환되고, "n"에서 "o"(또는 "n"에서 "m")에 이르는 사이에는 제3(d)도에 도시된 바와같이 그 전압 강하가 낮다(대개 1볼트). 이 사이에는 저항기의 부정합으로 인하여 증폭기(A1)의 입력에 가하여지는 공통 모드 오차는 0.40볼트 정도로 될 수 있다.This voltage is equal to the motor voltage at the line voltage, usually more than 50 volts. In FIG. 1 the voltage at point "a" is 200/20, ie 10 volts, and at point "b" is 200-50/20. That's 7.5 volts. Deviation of 2.5 volts is converted to a, the positive direction, as shown a larger, an amplifier (A 1) than the 0.5 volts that is fed back from the amplifier (A 1) of claim 3 (d) Fig. The thyristors are switched from "n" to on, and have a low voltage drop between "n" and "o" (or "n" to "m") as shown in FIG. Usually 1 volt). In the meantime, the common mode error applied to the input of the amplifier A 1 due to the resistor mismatch can be about 0.40 volts.

그러나, 이러한 전압은 증폭기(A1)를 부의 방향으로 전환시키지 못한다. 이러한 관계로, 증폭기(A1)는 "m"점에서 정의 방향으로 전환되고, "n"에서 "o"까지의 사이에는 증폭기(A1)의 출력으로 부터 그 정의 입력단으로 공급되는 +0.5볼트에 의하여 정이 방향에 래치된 상태로 유지된다. 다이러스터들은 "o"에서 다시 오프 바뀌고, 부전압은 +0.5볼트의 정 귀환을 압도하고 증폭기(A1)를 부의 방향으로 전환시키기에 충분한 정도 이상으로 상승한다.However, this voltage does not convert the amplifier A 1 in the negative direction. In this relationship, the amplifier A 1 is switched in the positive direction at the point "m", and +0.5 volts supplied from the output of the amplifier A 1 to its positive input terminal from "n" to "o". The chisel is held in the latched direction. The thyristors turn off again at "o" and the negative voltage rises above enough to overwhelm the positive feedback of +0.5 volts and turn the amplifier A 1 in the negative direction.

그 다음에, 증폭(A1)는 또 다시 "m"점에서 정의 방향으로 전환될 때까지는 부의 상태로 유지된다. 따라서, 증폭기(A1)는 제3(d)도에 도시된 바와같이, 다이리스터들에 가하여지는 전압과 동기적으로 전환된다.Then, the amplification A 1 remains negative until it is again switched to the positive direction at the point “m”. Thus, the amplifier A 1 is switched synchronously with the voltage applied to the thyristors, as shown in FIG. 3 (d).

다이리스터에 가하여지는 전압을 도시한 제3(c)도를 보면, 여기에서는 시간 간격중 100%가 도통된다. 이러한 상황하에서는 다이리스터에 가하여지는 전압이 크게 상승하지 아니하기 때문에, "a"점과 "b"점 사이에 전압차는 증폭기(

Figure kpo00001
1)를 다이리스터 전압과 동기적으로 전환시킬 정도로 충분하지 아니하다. 따라서, 증폭기(A1)는 양극 또는 음극 상태에 배치된 상태로 유지된다.Referring to FIG. 3 (c) showing the voltage applied to the thyristor, 100% of the time intervals are conducted. Under these circumstances, since the voltage applied to the thyristor does not increase significantly, the voltage difference between the points "a" and "b" is equal to that of the amplifier (
Figure kpo00001
It is not enough to convert 1) synchronously with the thyristor voltage. Thus, the amplifier A 1 remains in a state arranged in the positive or negative state.

이것은 본 발명의 역률 제어장치에 있어서는 크게 중요하지 아니하더라도, 다른 시스템들에 있어서는 매우 중요한 것일 수 있으며, 이것은 쉽게 피할 수 있다.This may not be very important for the power factor control of the present invention, but may be very important for other systems, which is easily avoided.

제1도로 부터, 증폭기(A1)의 출력은 증폭기(A2)에 의하여 반전된다는 것을 알 수 있다(제3(e)도 참조). 그외에도, "a"점에서 검출된 선전압은 연산 증폭기(A4)에 의하여 영점검출 및 구형화되고, 연산 증폭기(A3)에 의하여 반전 및 구형화된다. 이에 대응하는 증폭기(A1) 및 (A3)의 출력 "c" 및 "e"는 각각 저항(R6) 및 (R7)를 통하여 가산되어 출력 "g"를 공급하며, 그 출력의 파형은 제3(h)도에 도시된 바와 같다.It can be seen from FIG. 1 that the output of amplifier A 1 is inverted by amplifier A 2 (see also third (e)). In addition, the line voltage detected at the point "a" is zero-detected and spheroidized by the operational amplifier A 4, and inverted and squared by the operational amplifier A 3. Corresponding outputs "c" and "e" of amplifiers A 1 and A 3 are added via resistors R 6 and R 7 to supply output "g", respectively, and the waveform of the output Is as shown in FIG. 3 (h).

이와 마찬가지로 증폭기(A2) 및 (A4)의 출력 "d" 및 "f"는 각각 저항기(R8)및 (R9)를 통하여 가산되어 출력 "h"를 공급하는데, 그 파형을 도시하면 제3(f)도와 같다. 출력 "g"및 "h"는 "K"지점에서 다이오드(D1)및 (D2)에 의하여 "오어(OR)"되어 PFC의 한 위상의 위상각 귀환신호를 제공한다.Similarly, the outputs "d" and "f" of the amplifiers A 2 and A 4 are added through resistors R 8 and R 9, respectively, to supply the output "h". It is the same as FIG. 3 (f). The outputs "g " and " h " are " OR " by diodes D 1 and D 2 at the point " K " to provide a phase angle feedback signal of one phase of the PFC.

이러한 신호를 도시하면 제3(j)도와 같다. 여기에서 이 동일 신호는 다이리스터들이 100%의 충격계수로 턴온되는 것을 방지하며, 증폭기(A1)를 이 신호와 동기적으로 전환시키기에 충분한 전압이 다이리스터 양단에 유지되게 한다.This signal is shown in FIG. 3 (j). This same signal here prevents the thyristors from turning on with an impact factor of 100% and ensures that sufficient voltage is maintained across the thyristors to switch amplifier A 1 synchronously with this signal.

제3(b)도를 다시보면, 점호각 "n"이 "m"과 일치하기 위하여 진전되는 경우에는 다이리스터는 100% 전도성으로 되어, 전류가 계속하여 흐르게 된다. 앞의 반주기로 부터 계속하여 흐르는 전류가 다이리스터들은 "on" 상태에 유지하기 때문에, 점호각을 "m"점 넘어서까지 진전시킬 필요가 없다. 다이리스터들을 작동시킬 필요가 없는 기간은 제3(j)도에 도해된 위상각 표시 신호에 해당하는 점에 유의하여야 한다. 이 신호는 다이오드(D3) 및 (D4)를 이용하여 "g"점과 "h"점에서 신호들을 "오어(OR)" 시킴으로써 제1도의 "1"점에서 다시 말하면 증폭기(A5)에의 입력에서 다시 발생된다. 제3(k)도에 도시된 바와같이, 증폭기(A5)의 출력은 저항기들(R10·R11)에 의하여 형성된 전압 분할기에 의하여 그 정 입력에 공급된 정의 바이어스 때문에, 통산적으로 정이된다. 간격(e) 동안에 (제3(a)도 및 제3(j)도 참조). 증폭기(A5)의 반전 입력에서의 전압이 이 바이어스를 초과하여, 증폭기(A5)로 하여금 부로 전환하게 한다(제3(k)도 참조). 증폭기(A5)의 출력단은 게이트(60)의 다이오드(D5)와 저항기(R12)사이에 접속되고 비교기(30)의 출력과 "오어"된다. 비교기(30)는 그 출력이 낮을 때에는 다이리스터의 구동을 저지하기 때문에, 증폭기(A5)의 저출력도 다이리스터들의 작동을 저지한다. 다이리스터는 증폭기(A5)가 제3(k)도에 도시된 "p"점에서 정으로 전환될때지는 점호될 수 없다.Referring back to Fig. 3 (b), when the firing angle "n" is advanced to coincide with "m", the thyristor becomes 100% conductive, and the current continues to flow. Since the current flowing from the previous half cycle keeps the thyristors in the "on" state, there is no need to advance the firing angle beyond the "m" point. Note that the period during which the thyristors do not need to be operated corresponds to the phase angle display signal illustrated in FIG. 3 (j). This signal is “or” the signals at points “g” and “h” using diodes D 3 and D 4 , in other words at amplifier 1 A in FIG. It is generated again on input. Since the 3 (k) as shown in Figure, the amplifier (A 5) The output resistors (R 10 · R 11) defined supplied to the information input by the voltage divider formed by the bias of affection with career enemy do. During interval e (see also third (a) and third (j)). It causes the voltage at the inverting input of the amplifier (A 5) exceeding the bias, causes the switching amplifier (A 5) part (see Fig. The 3 (k)). The output end of the amplifier A 5 is connected between the diode D 5 of the gate 60 and the resistor R 12 and is “turned off” with the output of the comparator 30. Since the comparator 30 inhibits the driving of the thyristor when its output is low, the low power of the amplifier A 5 also inhibits the operation of the thyristors. The thyristor cannot be fired until the amplifier A 5 transitions to positive at the point " p " shown in FIG. 3 (k).

증폭기들의 스위칭 속도가 한정되어 있기 때문에, "p"점은 실제로 다이리스터의 턴 오프 점"m" 및 "o"(제3(b)도)보다 더 늦게 (대개 10 내지 20마이크로초우)생긴다. 따라서, 다이리스터는 100% 점호되지 못하고, 제3(1)도에 표시된 단기간 동안 오프상태로 있게 된다. 이 짧은 시간은 전동기의 전부하 동작에는 중대한 영향을 주지 아니하나, 다이리스터들에 가하여지는 전압이 증폭기(A1)에 인가되는 래챙 바이어스를 압도하여, 이를 다이리스터 전압과 동기적으로 스위칭 할 수 있는 수준까지 상승시킨다.Because of the limited switching speed of the amplifiers, the "p" point actually occurs later than the turn off points "m" and "o" of the thyristors (usually 10 to 20 microseconds). Thus, the thyristor is not 100% firing and is in the off state for the short period shown in FIG. 3 (1). This short time does not have a significant effect on the full load operation of the motor, but the voltage applied to the thyristors can overwhelm the ratchet bias applied to the amplifier A 1 and switch them synchronously with the thyristor voltage. Raise to a level.

위의 설명은 전동기의 B 위상과 C 위상에 대하여도 마찬가지이다.The above description also applies to the B phase and C phase of the motor.

위에서 말한 다이리스터들은 도시된 바와 같이 트라이액 또는 역 병렬의 (반대 극성의)SCR 들로 될 수 있으며, 도해한 실시에는 240볼트 이상 또는 이하의 선전압에도 적용할 수 있다.The above mentioned thyristors may be triacs or anti-parallel SCRs, as shown, and may be applied to line voltages above or below 240 volts in the illustrated implementation.

Claims (3)

삼상 전원의 각 위상단자와 전동기의 대응하는 위상권선 사이에 각각 연결된, 다수의 전자스위칭 장치들(10. 12. 14), 전자스위칭 장치 양단의 전압 및 그 위상의 전류위상각을 감지하도록 입력단이 그 위상에 대응하는 전자스위칭 장치들 각각의 양단에 연결된, 연산증폭기(A1)을 포함하는 장치로 구성된 위상검출기 장치들(16. 18. 20).A plurality of electronic switching devices 10/12/14, respectively connected between each phase terminal of the three-phase power source and the corresponding phase winding of the motor, the input terminal to sense the voltage across the electronic switching device and the current phase angle of that phase. Phase detector devices 16. 18. 20 consisting of a device comprising an operational amplifier A 1 connected to each of the electronic switching devices corresponding to the phase. 상기 위상검출기 장치들의 출력에 연결된 가산 장치(29).An adder (29) connected to the output of said phase detector devices. 역률명령신호 발생장치(50) 및 역률 명령신호와 가산장치(29)의 출력에 응답하는 스위칭 제어 장치등으로 구성되어, 상기 연산증폭기의 입출력 사이에 정귀환을 제공하는 저항(R5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼상유도 전동기용 삼상역률 제어장치.A power factor command signal generator 50 and a switching control device that responds to the output of the power factor command signal and the adder 29, and includes a resistor R5 for providing positive feedback between the input and output of the operational amplifier. Three-phase power factor controller for three-phase induction motor characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 위상 검출기 장치(16. 18. 20)가 제1연산증폭기(A1)의 출력에 연결된 제2의 반전 연산증폭기(A2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 삼상유도 전동기용 삼상역률 제어장치.The three-phase induction motor according to claim 1, characterized in that the phase detector device (16. 18. 20) comprises a second inverted operational amplifier (A2) connected to the output of the first operational amplifier (A1). Power factor controller. 제2항에 있어서, 전자스위칭 장치의 선로측에 병렬로 연결된 제3(A3)과 제4(A4)연산증폭기, 상기 제3연산 증폭기(A3)의 출력과 제1접합점(g)사이에 연결된 저항 (R7), 상기 제연산층폭기(A2)의 출력과 제2접합점(h)사잉에 연결된 저항(R9), 상기 제1연산증폭기(A1)의 출려고가 상기 제1접합점(g)사이에 연결된 저항(R6), 상기 제 1접합점(g)과 상기 제2연산 증폭기(A2)의 출력에 연결된 점(k)사이에 연결된 다이오드(D2), 상기 제2접합점(h)과 상기 제2연산 증폭기(A2)의 출력에 연결된 점(k)사이에 연결된 다이오드(D1), 비교기의 출력에 연결된 제5연산증폭기(A5), 및 상기 제5연산 증폭기의 한 입력과 상기 제1과 제2접합점(g. h)사이에 각각 연결된 다이오드(D3. D4)등을 상기 위상검출기 장치들(16. 18. 20).3. The third and third operational amplifiers A3 and A4 connected in parallel to the line side of the electronic switching device, the outputs of the third operational amplifier A3 and the first junction g. Between the resistor R7, the output of the MF A2 and the resistor R9 connected to the second junction h, the first op amp A1 is released between the first junction g. A diode (D2) connected between a resistor (R6) connected to the first junction (g) and a point (k) connected to the output of the second operational amplifier (A2), the second junction (h) and the second A diode D1 connected between the point k connected to the output of the operational amplifier A2, a fifth operational amplifier A5 connected to the output of the comparator, and one input of the fifth operational amplifier and the first and second Phase detector devices (16. 18. 20) connected to junctions (g. H) respectively with diodes (D3. D4) and the like. 각각의 위상에 대해 연결된 램프발생기(22) 및 각각의 위상에 대해 상기 램프발생기의 출력과 상기 가산장치의 출력에 각각 연결된 비교기(30)로 구성된 것을 특징으로 하는 삼상유도 전동기용 삼상역률 제어장치.And a ramp generator (22) connected for each phase and a comparator (30) respectively connected to the output of the ramp generator and the output of the adder for each phase.
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